物種多樣性的空間分布格局及其驅動機制是生態學和生物地理學的核心議題。除物種數量外，不同群落之間“由哪些物種組成、彼此有多不同”，即群落間物種組成差異，被認為是理解植物多樣性維持機制的重要切入點。傳統觀點認為，緯度主要通過調控溫度和降水等氣候因子影響生境條件，從而塑造群落間物種組成差異的空間格局。然而，越來越多的研究表明，地質背景通過影響土壤環境，也可能在大尺度上發揮重要作用，但其具體影響機制仍有待系統揭示。

圍繞中國西南地區一條跨越約10°緯度的亞熱帶森林樣帶，研究團隊此前已開展了一系列相關研究。結果發現，喀斯特與非喀斯特森林在物種α多樣性的緯度格局上存在顯著分異，喀斯特森林中物種豐富度對緯度變化的響應明顯不同于非喀斯特森林 (Huang et al. 2025)。樣帶上開展的土壤環境研究表明，兩類森林在等效土壤厚度上存在系統性差異，喀斯特森林普遍表現出土壤更淺薄、空間異質性更強的特征 (Luo et al. 2024)。此外，在喀斯特坡地尺度上，表層巖溶水在石生生境植物的生長和維持中發揮著關鍵作用 (Liu et al. 2024)。這些跨尺度研究共同提示，除氣候因素外，巖性通過重塑土壤環境，可能深刻影響區域植物多樣性格局。

在此基礎上，本研究聚焦于群落間物種組成差異，在上述樣帶的六個緯度樣點共設置60個樣地，對喀斯特和非喀斯特森林群落進行了系統的野外調查。研究采用β多樣性指標，量化分析了群落間物種組成差異及其不同組成部分，包括總β多樣性（β_total）、反映物種替換過程的周轉組分（β_turnover）以及反映物種損失過程的嵌套組分（β_nestedness），并分別從喀斯特森林、非喀斯特森林以及不區分巖性的整條樣帶三個層面展開對比。

研究表明，喀斯特與非喀斯特森林在物種組成上存在顯著差異。當將兩類森林同時納入分析時，整條樣帶的β_total和β_turnover顯著高于任何單一巖性森林，而β_nestedness則顯著降低，表明巖性差異顯著增強了群落間的物種組成異質性。研究還表明，西南喀斯特地區β多樣性的緯度格局并非由單一過程驅動，而是喀斯特與非喀斯特兩個森林子系統動態疊加的結果。整條樣帶的β_total和β_turnover隨緯度升高而顯著下降，這一趨勢主要由喀斯特森林所主導，并與巖溶作用密切相關的土壤理化性質異質性變化密切相關。相比之下，β_nestedness隨緯度升高顯著增加，則主要反映了非喀斯特森林中由氣候因子增強所引起的環境篩選作用，表明不同巖性森林對緯度變化的響應機制存在明顯差異。總的來說，這項工作從地質-土壤-植物耦合視角揭示了地質背景在塑造大尺度植物多樣性空間格局中的關鍵作用，不僅拓展了對β多樣性維持機制的理解，也為區域植物多樣性保護提供了新思路。?

在中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站陳洪松研究員指導下，博士研究生黃麗為第一作者，近期該研究以Lithology-driven soil properties influence latitudinal variations of species composition in Southwestern China為題，在線發表在國際生態學經典期刊Catena上。

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β多樣性在喀斯特、非喀斯特森林和整條樣帶三個組別中的緯度格局

氣候因子、基巖形成的土壤理化性質和群落結構對β多樣性變異的影響